Включение исключений C ++ в чистом загрузчике ARM - PullRequest
0 голосов
/ 13 декабря 2018

В целях обучения я пытаюсь получить полную поддержку C ++ на ARM MCU (STM32F407ZE).Я изо всех сил пытаюсь заставить работать исключения, поэтому я задаю этот вопрос:

Как получить исключения C ++ в голометаллическом загрузчике ARM?

Чтобы немного расширить вопрос:
Я понимаю, что исключение, такое как выход из функции, требует разматывания стека.Тот факт, что выход из функции работает "из коробки", а обработка исключений - нет, заставляет меня думать, что компилятор добавляет раскручивание функций-выхода, но не может делать это для исключений.

Так чтоПодвопрос 1: Правильна ли эта предпосылка?Действительно ли мне нужно реализовать / интегрировать библиотеку раскручивания для обработки исключений?

В моем поверхностном понимании раскрутки в стеке есть рамка, и при раскручивании "просто" нужно вызывать деструктор для каждого объектаи, наконец, перейдем к заданному catch.

Подвопрос 2: Как библиотека раскрутки выполняет эту задачу?Какая стратегия используется?(в пределах, подходящих для SO-ответа)

В своих поисках я обнаружил много объяснений ЧТО такое раскручивание, но очень мало, как заставить его работать.Наиболее близким является:

GCC arm-none-eabi (Codesourcery) и исключения C ++


Проект

1) Первый шаги все же с некоторыми трудностями, должен был получить питание MCU и связь через JTAG.

Это просто контекстная информация, пожалуйста, не помечайте вопрос не по теме только из-за этой картинки.Вместо этого перейдите к шагу 2.

Я знаю, что доступны тестовые доски, но это учебный проект, чтобы лучше понять все "волшебство" за сценой.Итак, я получил разъем для чипа, макетную плату и настроил схему минимального включения питания:

enter image description here

Примечание: JTAG выполняется через GPIOa raspberry-pi.
Примечание 2. Я использую OpenOCD для связи с чипом.

2) Вторым шагом было создание минимального программного обеспечения для мигания желтого светодиода.
Использование arm-none-eabi-g ++ в качестве компилятора и компоновщика, код на c ++ был простым, но мое понимание сценария компоновщика все еще немного размыто.

3) Включить обработку исключений (пока не работает).

Для этой цели используются следующие сведения:

Однако, это выглядит довольнослишком большая сложность для простой обработки исключений, и прежде чем приступить к реализации / интеграции библиотеки раскручивания, я хотел бы убедиться, что я иду в правильном направленииn.
Я бы хотел избежать взлома через 2 недели: "Ох, кстати, вам просто нужно добавить эту опцию" -xx "в компилятор, и она работает"

main.cpp

auto reset_handler() noexcept ->void;
auto main() -> int;

int global_variable_test=50;

extern "C"
{

        #include "stm32f4xx.h"
        #include "stm32f4xx_rcc.h"
        #include "stm32f4xx_gpio.h"



        void assert_failed(uint8_t* file, uint32_t line){}
        void hardFaultHandler( unsigned int * hardFaultArgs);

        // vector table
        #define SRAM_SIZE 128*1024
        #define SRAM_END        (SRAM_BASE + SRAM_SIZE)
        unsigned long *vector_table[] __attribute__((section(".vector_table"))) =
        {
                (unsigned long *)SRAM_END,   // initial stack pointer 
                (unsigned long *)reset_handler,        // main as Reset_Handler
        };
}


auto reset_handler() noexcept -> void
{
        // Setup execution

        // Call the main function
        int ret = main();

        // never finish
        while(true);
}


class A
{
public:
        int b;

        auto cppFunc()-> void
        {
                throw (int)4;
        }
};

auto main() -> int
{
        // Initializing led GPIO
        RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOG, ENABLE);
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitDef;

        GPIO_InitDef.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14;
        GPIO_InitDef.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
        GPIO_InitDef.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
        GPIO_InitDef.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_InitDef.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
        GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitDef);

        // Testing normal blinking
        int loopNum = 500000;
        for (int i=0; i<5; ++i)
        {
                loopNum = 100000;
                GPIO_SetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);
                for (int i = 0; i < loopNum; i++) continue; //active waiting!

                loopNum = 800000;
                GPIO_ResetBits(GPIOG, GPIO_Pin_13 | GPIO_Pin_14);
                for (int i=0; i<loopNum; i++) continue; //active waiting!
        }

        // Try exceptions handling
        try
        {
                A a;
                a.cppFunc();
        }
        catch(...){}


        return 0;
}

Makefile

CPP_C = arm-none-eabi-g++
C_C = arm-none-eabi-g++
LD = arm-none-eabi-g++
COPY = arm-none-eabi-objcopy

LKR_SCRIPT = -Tstm32_minimal.ld

INCLUDE = -I. -I./stm32f4xx/CMSIS/Device/ST/STM32F4xx/Include -I./stm32f4xx/CMSIS/Include -I./stm32f4xx/STM32F4xx_StdPeriph_Driver/inc -I./stm32f4xx/Utilities/STM32_EVAL/STM3240_41_G_EVAL -I./stm32f4xx/Utilities/STM32_EVAL/Common
C_FLAGS  = -c -fexceptions -fno-common -O0 -g -mcpu=cortex-m4 -mthumb -DSTM32F40XX -DUSE_FULL_ASSERT -DUSE_STDPERIPH_DRIVER $(INCLUDE)
CPP_FLAGS  = -std=c++11 -c $(C_FLAGS)
LFLAGS  = -specs=nosys.specs -nostartfiles -nostdlib $(LKR_SCRIPT)
CPFLAGS = -Obinary

all: main.bin

main.o: main.cpp
        $(CPP_C) $(CPP_FLAGS) -o main.o main.cpp

stm32f4xx_gpio.o: stm32f4xx_gpio.c
        $(C_C) $(C_FLAGS) -o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_gpio.c

stm32f4xx_rcc.o: stm32f4xx_rcc.c
        $(C_C) $(C_FLAGS) -o stm32f4xx_rcc.o stm32f4xx_rcc.c

main.elf: main.o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_rcc.o
        $(LD) $(LFLAGS) -o main.elf main.o stm32f4xx_gpio.o stm32f4xx_rcc.o

main.bin: main.elf
        $(COPY) $(CPFLAGS) main.elf main.bin

clean:
        rm -rf *.o *.elf *.bin

write:
        ./write_bin.sh main.elf

Сценарий компоновщика: stm32_minimal.ld

/* memory layout for an STM32F407 */
MEMORY
{
    FLASH (rx)  : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 512K
    SRAM (rwx)  : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 128K
}

/* output sections */
SECTIONS
{
    /* program code into FLASH */
    .text :
    {
        *(.vector_table)    /* Vector table */
        *(.text)            /* Program code */
        *(.data)
        /**(.eh_frame)*/
    } >FLASH

    .ARM.exidx :            /* Required for unwinding the stack? */
    {
        __exidx_start = .;
        * (.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*)
        __exidx_end   = .;
    } > FLASH

    PROVIDE ( end = . );

}
...